(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の分岐側端子が並列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、
複数の第２の分岐側端子が並列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第２の分岐回路と
を有し、
前記第１の合成側端子と前記複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点から前記第２の電力合成点までの長さが１／２波長の整数倍であることを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２】
請求項１に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／４波長の奇数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間、もしくは前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のいずれか一方に、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項３】
請求項１に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／２波長の整数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間と、前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のそれぞれに、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項４】
複数の第１の分岐側端子が直列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、
複数の第２の分岐側端子が直列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第２の分岐回路と
を有し、
前記第１の合成側端子と前記複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点から前記第２の電力合成点までの長さが１／２波長の整数倍であることを特徴とする電力合成分配器。
【請求項５】
請求項４に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／４波長の奇数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間、もしくは前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のいずれか一方に、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項６】
請求項４に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／２波長の整数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間と、前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のそれぞれに、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項７】
複数の第１の分岐側端子が直列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、
複数の第２の分岐側端子が並列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第２の分岐回路と
を有し、
前記第１の合成側端子と前記複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点から前記第２の電力合成点までの長さが１／４波長の奇数倍であることを特徴とする電力合成分配器。
【請求項８】
請求項７に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／２波長の整数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間、もしくは前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のいずれか一方に、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項９】
請求項７に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／４波長の奇数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間と、前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のそれぞれに、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１０】
複数の第１の分岐側端子が並列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、
複数の第２の分岐側端子が直列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第２の分岐回路と
を有し、
前記第１の合成側端子と前記複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点から前記第２の電力合成点までの長さが１／４波長の奇数倍であることを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／２波長の整数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間、もしくは前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のいずれか一方に、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１２】
請求項１０に記載の電力合成分配器において、
前記第１の合成側端子と前記第２の分岐側端子は、長さが１／４波長の奇数倍である第１の接続線路を介して接続され、
前記第１の電力合成点と前記第１の合成側端子の間と、前記第１の接続線路が接続された前記第２の分岐側端子と前記第２の電力合成点の間のそれぞれに、長さが１／４波長の奇数倍であるインピーダンス変成器が設けられたことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１３】
請求項１ないし３または請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが第１の電力合成点における前記第１の分岐側端子側のインピーダンスが無限大となるように、前記第１の分岐側端子が全反射終端された
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点との間に第１の中間線路が接続された、前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、前記第１の中間線路と合わせた電気長が１／４波長の奇数倍となるような先端が短絡された第１の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点との間に第２の中間線路が接続された、前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、前記第２の中間線路と合わせた電気長が１／２波長の整数倍となるような、先端が開放された第２の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１６】
請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点と直接接続された前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、電気的に開放となるように終端した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１７】
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点と直接接続された前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、先端が開放され電気長が１／２波長の整数倍の第３の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１８】
請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点と直接接続された前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、先端が電気的に短絡され電気長が１／４波長の奇数倍の第４の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項１９】
請求項４ないし９のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが第１の電力合成点における前記第１の分岐側端子側のインピーダンスが０となるように、前記第１の分岐側端子が全反射終端された
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点との間に第１の中間線路が接続された、前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、前記第１の中間線路と合わせた電気長が１／２波長の整数倍となるような先端が短絡された第１の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の電力合成分配器において、
前記第１の電力合成点との間に第２の中間線路が接続された、前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、前記第２の中間線路と合わせた電気長が１／４波長の奇数倍となるような、先端が開放された第２の終端線路を接続した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２２】
請求項１９ないし２１のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
前記複数の第１の分岐側端子のうち、少なくとも１つが、電気的に短絡となるように終端した
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２３】
請求項１３ないし２２のいずれか１項に記載の電力合成分配器において、
全反射終端された第１の分岐側端子の数に応じて、前記第２の合成側端子でのインピーダンス不整合をインピーダンス整合させる整合用インピーダンス変成器をさらに備える
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２４】
請求項２３に記載の電力合成分配器において、
第１の分岐端子の総数をＭ個（Ｍは、２以上の整数）、全反射終端された第１の分岐側端子の総数を（Ｍ−Ｎ）個（Ｎは、１以上Ｍ未満の整数）としたとき、
（ケース１）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が長さ１／４波長の奇数倍である前記インピーダンス変成器を介して前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の並列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数１】
0005455770.tif 000012
である線路として構成し、
（ケース２）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が長さ１／４波長の偶数倍である前記インピーダンス変成器を介して前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の並列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数２】
0005455770.tif 000013
である線路として構成し、
（ケース３）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が長さ１／４波長の奇数倍である前記インピーダンス変成器を介して前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の直列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数３】
0005455770.tif 000014
である線路として構成し、
（ケース４）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が長さ１／４波長の偶数倍である前記インピーダンス変成器を介して前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の直列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数４】
0005455770.tif 000015
である線路として構成し、
（ケース５）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が前記インピーダンス変成器を介さずに直接前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の並列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数５】
0005455770.tif 000016
である線路として構成し、
（ケース６）前記第２の分岐回路において、前記第２の合成側端子が前記インピーダンス変成器を介さずに直接前記第２の電力合成点と接続されており、前記第２の合成側端子に接続される負荷インピーダンスがＺ０である場合であり、かつ、前記第２の分岐回路が複数の直列接続された第２の分岐側端子で構成されている場合には、前記整合用インピーダンス変成器を、電気長が１／４波長の奇数倍であり、インピーダンスが
【数６】
0005455770.tif 000017
である線路として構成する
ことを特徴とする電力合成分配器。
【請求項２５】
請求項１ないし２４のいずれか１項に記載の電力合成分配器を複数並列動作させることを特徴とする電力合成分配器を用いた送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯で使用される電力合成分配器、および電力合成分配器を用いた送信機に関し、特に、分配損または合成損の低減策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力合成分配器は、電力を合成、または分配するために広く用いられる。複数の並列動作させる増幅器へ電力を分配して入力する場合、または増幅器からの電力を合成する場合、並列動作している増幅器の一部が故障すると、故障した増幅器の入出力端でのインピーダンスが変化する。この結果、電力合成分配器の分配損、または合成損が生じる。
【０００３】
このような分配損、または合成損を小さくするために、方向性結合器により電力合成分配器を構成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。このような構成の電力合成分配器は、故障した増幅器を取り外し、増幅器を取り外した電力合成分配器の端子を短絡、または開放としている。これにより、開放となる端子の反射電力が方向性結合器の終端抵抗に入力されるため、インピーダンス不整合が生じず、合成損、または分配損を小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７-１５０３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の電力合成分配器は、インピーダンス不整合による合成損、分配損はないが、故障した増幅器を取り外した端子に接続されている方向性結合器の終端抵抗で吸収される電力は損失となる。すなわち、従来の電力合成分配器では、少なくとも終端抵抗で吸収される電力分は、損失になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、並列動作させる複数の増幅器へ電力を分配する場合、または、複数の増幅器からの電力を合成する場合、複数の増幅器のうちの一部が故障しても、電力合成分配器の分配損、または合成損が最小となる電力合成分配器、および電力合成分配器を用いた送信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電力合成分配器は、複数の第１の分岐側端子が並列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、複数の第２の分岐側端子が並列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第２の分岐回路とを有し、第１の合成側端子と複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、第１の電力合成点から第２の電力合成点までの長さが１／２波長の整数倍であるものである。
また、本発明に係る電力合成分配器は、複数の第１の分岐側端子が直列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、複数の第２の分岐側端子が直列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第２の分岐回路とを有し、第１の合成側端子と複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、第１の電力合成点から第２の電力合成点までの長さが１／２波長の整数倍であるものである。
また、本発明に係る電力合成分配器は、複数の第１の分岐側端子が直列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、複数の第２の分岐側端子が並列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第２の分岐回路とを有し、第１の合成側端子と複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、第１の電力合成点から第２の電力合成点までの長さが１／４波長の奇数倍であるものである。
さらに、本発明に係る電力合成分配器は、複数の第１の分岐側端子が並列接続され、第１の電力合成点を介して１つの第１の合成側端子に接続されることで並列分岐回路を構成する第１の分岐回路と、複数の第２の分岐側端子が直列接続され、第２の電力合成点を介して１つの第２の合成側端子に接続されることで直列分岐回路を構成する第２の分岐回路とを有し、第１の合成側端子と複数の第２の分岐側端子が接続されることで、前記第２の分岐回路に対して前記第１の分岐回路が複数接続されたトーナメント構成を有し、電力合成あるいは電力分配を行う電力合成分配器において、第１の電力合成点から第２の電力合成点までの長さが１／４波長の奇数倍であるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電力合成分配器、および電力合成分配器を用いた送信機によれば、接続される２つの分岐回路の電力合成点間に配置されるインピーダンス変成器の個数や長さに応じて、段間の接続線路長を決定し、このような接続線路を用いて電力合成分配器を構成することにより、並列動作させる複数の増幅器へ電力を分配する場合、または、複数の増幅器からの電力を合成する場合、複数の増幅器のうちの一部が故障しても、電力合成分配器の分配損、または合成損が最小となる電力合成分配器、および電力合成分配器を用いた送信機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における電力合成器の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電力合成器で、第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１における電力合成器で、２つの第１分岐側端子に接続されるそれぞれの増幅器が故障した場合の回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１における電力合成器で、第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２における電力合成器の回路図である。
【図６】本発明の実施の形態２における電力合成器で、第２分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図７】本発明の実施の形態２における電力合成器で、２つの第２分岐側端子に接続されるそれぞれの増幅器が故障した場合の回路図である。
【図８】本発明の実施の形態２における電力合成器で、第２分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３における電力合成器の回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における電力合成器で、第３分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における電力合成器で、２つの第３分岐側端子に接続されるそれぞれの増幅器が故障した場合の回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における電力合成器で、第３分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図１３】本発明の実施の形態４における電力合成器の回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における電力合成器で、第４分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図１５】本発明の実施の形態４における電力合成器で、２つの第４分岐側端子に接続されるそれぞれの増幅器が故障した場合の回路図である。
【図１６】本発明の実施の形態４における電力合成器で、第４分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態５における電力合成器の回路図である。
【図１８】本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図１９】本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子と第１分岐側端子とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。
【図２０】本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図２１】本発明の実施の形態６における電力合成器の上面図であり、方形同軸線路を用いた電力合成器である。
【図２２】本発明の実施の形態６における電力合成器の図２１中のＡ−Ａ’における断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態６における電力合成器の図２１中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態６における方形同軸線路を用いた電力合成器で、入力側同軸線路コネクタに接続する増幅器が故障した場合の入力側同軸線路コネクタの断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態６における方形同軸線路を用いた電力合成器で、入力側同軸線路コネクタに接続する増幅器が故障した場合の出力側同軸線路コネクタの断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態７における電力合成器回路図である。
【図２７】本発明の実施の形態７における電力合成器で、第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。
【図２８】本発明の実施の形態７における電力合成器で、第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。
【図２９】本発明の実施の形態７における直列分岐回路の第１分岐回路と、並列分岐回路の第２分岐回路とを用いて構成された電力合成器の回路図である。
【図３０】本発明の電力合成分配器に適用可能な分岐回路の接続構成を示す図である。
【図３１】本発明の電力合成分配器に適用可能な並列分岐回路の基本構成を示す図である。
【図３２】本発明の電力合成分配器に適用可能な直列分岐回路の基本構成を示す図である。
【図３３】本発明の電力合成分配器を、複数台並列動作させた増幅器の入出力端で用いた送信機の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の電力合成分配器および電力合成分配器を用いた送信機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。また、以下の実施の形態においては、電力を合成する電力合成器として使用する場合を中心に説明するが、電力を分配する電力分配器として使用することも可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電力合成器の回路図である。図１に示した本実施の形態１における電力合成器は、第１インピーダンス変成器１０１、第１接続線路１１２、１２２、第１分岐側端子１１３、１１４．１２３、１２４、１３３、１３４、第１合成側端子１１５、１２５、１３５、および第１電力合成点１１６、１２６、１３６を備えている。なお、第１接続線路１１２、１２２は、電気長が約１／４波長の奇数倍で構成されている。
【００１２】
ここで、図１に示した電力合成器は、３つの第１分岐回路１１７、１２７、１３７を有しており（図１中の点線の円で示した部分に相当）、第１接続線路１１２、１２２を介して３つの第１分岐回路１１７、１２７、１３７がトーナメント構成で接続されている。第１分岐回路１１７は、第１インピーダンス変成器１０１、第１分岐側端子１１３、１１４、第１合成側端子１１５、および第１電力合成点１１６で構成されている。
【００１３】
また、第１分岐回路１２７は、第１インピーダンス変成器１０１、第１分岐側端子１２３、１２４、第１合成側端子１２５、および第１電力合成点１２６で構成されている。さらに、第１分岐回路１３７は、第１インピーダンス変成器１０１、第１分岐側端子１３３、１３４、第１合成側端子１３５、および第１電力合成点１３６で構成されている。なお、３つの第１分岐回路１１７、１２７、１３７内で用いられている第１インピーダンス変成器１０１は、インピーダンス開放手段に相当する。
【００１４】
また、第１分岐回路１１７および第１分岐回路１２７の前段の入力部は、入力端子１、増幅器２、サーキュレータ３、および終端抵抗４を備えて構成されている。
【００１５】
ここで、第１分岐側端子１１３、１１４、１２３、１２４、１３３、１３４における入力端子１側のインピーダンスと、第１合成側端子１１５、１２５、１３５における第１電力合成点側のインピーダンスと、第１接続線路１１２、１２２のインピーダンスは、同じＺ０である。
【００１６】
すなわち、第１分岐回路１１７を例に説明すると、第１インピーダンス変成器１０１は、第１電力合成点１１６における、第１分岐側端子１１３、または第１分岐側端子１１４側のインピーダンスが、２Ｚ０となるように、下式（１）で表されるインピーダンスＺｔとなる、電気長が１／４波長の奇数倍の線路で構成されている。したがって、第１電力合成点１１６と第１電力合成点１３６間の電気長、および第１電力合成点１２６と第１電力合成点１３６間の電気長は１／２波長の整数倍となる。
【００１７】
【数１】
0005455770.tif 000002
【００１８】
次に、本発明の実施の形態１に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態１に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作している場合について考える。それぞれの増幅器の入力端子１に同じ信号が入力され、入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、第１分岐側端子１１３、１１４、１２３、１２４へ、それぞれ振幅位相が同じ信号として入力されたとする。また、第１分岐側端子１１３、１１４、１２３、１２４でのインピーダンスをＺ０とする。
【００１９】
第１電力合成点１１６における第１分岐側端子１１３側、および第１分岐側端子１１４側のインピーダンスは、第１インピーダンス変成器１０１により、それぞれ２Ｚ０となる。したがって、第１合成側端子１１５における第１電力合成点１１６側のインピーダンスは、Ｚ０となる。さらに、第１接続線路１１２のインピーダンスもＺ０であることから、第１分岐側端子１３４における第１分岐回路１１７側のインピーダンスはＺ０となる。
【００２０】
第１分岐回路１２７も第１分岐回路１１７と同様であることから、第１分岐側端子１３３、１３４における第１分岐回路１１７、１２７側のインピーダンスはＺ０となる。したがって、第１分岐回路１３７でも第１分岐回路１１７と同様であることから、第１合成側端子１３５における、第１電力合成点１３６側のインピーダンスはＺ０となる。また、第１合成側端子１３５に接続される負荷インピーダンスもＺ０である。
【００２１】
以上のことから、増幅器の入力端子１に入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、インピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１３５から出力される。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態１に係る電力合成分配器に接続される複数の増幅器の内、第１分岐側端子１１４に接続される増幅器が故障し、第１分岐側端子１１３、１２３、１２４からのみ信号が入力される場合を考える。図２は、本発明の実施の形態１における電力合成器で、第１分岐側端子１１４に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図２は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を電力合成器から取り外し、第１分岐側端子１１４が短絡となるように終端した状態を示している。
【００２３】
第１分岐回路１２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第１分岐側端子１３３における第１分岐回路１２７側のインピーダンスは、Ｚ０となる。
【００２４】
第１インピーダンス変成器１０１の電気長は、１／４波長の奇数倍であることから、第１電力合成点１１６における第１分岐側端子１１４側のインピーダンスは、開放となる。一方、第１電力合成点１１６における第１分岐側端子１１３側のインピーダンスは、第１インピーダンス変成器１０１により２Ｚ０となる。したがって、第１合成側端子１１５における第１電力合成点１１６側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【００２５】
第１接続線路１１２は、インピーダンスがＺ０で電気長１／４の奇数倍である。従って、第１接続線路１１２は、インピーダンス変成器として動作し、第１分岐側端子１３４における第１接続線路１１２側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。そして、第１インピーダンス変成器１０１によりインピーダンス変成されるため、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３４側のインピーダンスは４Ｚ０となる。
【００２６】
つまり、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３３側のインピーダンスは、２Ｚ０であり、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３４側のインピーダンスは４Ｚ０となる。したがって、第１分岐回路１３７は、第１分岐側端子１３３側からの電力と第１分岐側端子１３４側からの電力の比が２対１で合成する場合に、インピーダンス不整合なく合成する第１分岐回路となっている。
【００２７】
一方、第１分岐側端子１３４側から入力される信号は、第１分岐側端子１１３に接続された増幅器からの電力のみであり、第１分岐側端子１３３側から入力される信号は、第１分岐側端子１２３、１２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第１分岐側端子１３３側からの電力と第１分岐側端子１３４側からの電力との比は、２対１となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１３５から出力される。
【００２８】
以上のように、実施の形態１の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第１分岐側端子を短絡することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態１では、第１インピーダンス線路は、上式（１）で表されるインピーダンスを有する、電気長が１／４波長の奇数倍の線路とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、１／４波長を直列に多段接続したインピーダンス変成器、テーパ線路を用いたインピーダンス変成器等、増幅器が正常動作している場合に、第１分岐回路１１７、１２７、１３７でのインピーダンス整合が実現できるインピーダンス変成器であって、第１接続線路の長さは、第１電力合成点１１６と第１電力合成点１３６間の電気長、および第１電力合成点１２６と第１電力合成点１３６間の電気長は１／２波長の整数倍となるように決定してもよい。
【００３０】
また、本実施の形態１では、第１分岐側端子１１４に接続された増幅器のみが故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数の第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されていた端子を短絡することで、同様の効果が得られる。
【００３１】
図３は、本発明の実施の形態１における電力合成器で、第１分岐側端子１１４と第１分岐側端子１２３とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。この図３は、上述した故障が発生した際に、故障した２つの増幅器の両方とも電力合成器から取り外し、第１分岐側端子１１４および第１分岐側端子１２３が短絡となるように終端した状態を示している。このように、２つ以上の増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第１分岐側端子のそれぞれを短絡することで、同様の効果が得られる。
【００３２】
また、本実施の形態１では、並列接続する増幅器の正常動作時、第１分岐側端子１１３、１１４、１２３、１２４、１３３、１３４、および第１合成側端子１３５に接続される回路のインピーダンスは、すべて同じとした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列接続する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【００３３】
また、本実施の形態１では、第１分岐回路を３つトーナメント接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１分岐回路を２ｎ−１（ｎは自然数）個トーナメント接続、または直列接続するなど、２つの第１分岐回路間を第１接続線路により接続する構成であればよい。
【００３４】
また、本実施の形態１では、第１分岐側端子を２つ、第１合成側端子を１つ有する第１分岐回路１１７、１２７、１３７をトーナメント接続することにより構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１分岐回路の一部、または、すべてを第１分岐側端子がＫ個（Ｋは２以上の整数）、第１合成側端子を１個有する第１分岐回路により構成してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態１では、第１分岐側端子１１４に接続された増幅器が故障した場合に、第１分岐側端子１１４を短絡した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１分岐側端子１１４に先端が開放された電気長が１／４波長の線路、または、先端が短絡された電気長が１／２波長の整数倍の線路等、第１電力合成点１１６における第１分岐側端子１１４側のインピーダンスが開放となるように、増幅器が故障した第１分岐側端子１１４を終端すればよい。
【００３６】
また、本実施の形態１では、第１分岐側端子１１４に接続された増幅器が故障した場合、第１合成側端子１３５のインピーダンスは、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３３側のインピーダンス２Ｚ０と、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３４側のインピーダンス４Ｚ０とが並列接続されているため、４／３Ｚ０となる。
【００３７】
一方、第１合成側端子１３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０となるため、第１合成側端子１３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。図４は、本発明の実施の形態１における電力合成器で、第１分岐側端子１１４に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。この図４に示すように、電気長１／４波長の奇数倍で、下式（２）のインピーダンスの線路である第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１合成側端子１３５に接続するなど、第１合成側端子１３５でのインピーダンス整合を実現することで、反射損を０にできる。
【００３８】
【数２】
0005455770.tif 000003
【００３９】
また、先の図４に示すように、４台中１台の増幅器が故障した場合には、上式（２）となるが、Ｍ個（Ｍは、２以上の整数）の増幅器を並列動作させる際に、Ｎ個（Ｎは、１以上Ｍ未満の整数）の増幅器が正常に動作し、（Ｍ−Ｎ）個の増幅器で故障が発生した場合には、下式（３）のインピーダンスの線路である第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１合成側端子１３５に接続するなど、第１合成側端子１３５でのインピーダンス整合を実現することで、反射損を０にできる。
【００４０】
【数３】
0005455770.tif 000004
【００４１】
なお、図４では、第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１電力合成点１３６へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようなインピーダンスとして、第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１分岐側端子１１３、１１４、１２３、１２４とサーキュレータ３との間に接続してもよい。この場合の各第１整合用インピーダンス変成器１１１は、Ｍ個（Ｍは、２以上の整数）の増幅器を並列動作させる際に、Ｎ個（Ｎは、１以上Ｍ未満の整数）の増幅器が正常に動作し、（Ｍ−Ｎ）個の増幅器で故障が発生したとすると、下式（４）のインピーダンスの線路として与えられる。
【００４２】
【数４】
0005455770.tif 000005
【００４３】
また、本実施の形態１では、第１整合用インピーダンス変成器１１１を電気長１／４波長の奇数倍で、上式（２）のインピーダンスの線路であるインピーダンス変成器とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、短絡した第１分岐側端子に応じて、第１合成側端子１３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続することで、同様の効果が得られる。
【００４４】
また、本実施の形態１では、複数の並列動作させる増幅器の電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様の効果が得られる。また、本実施の形態１では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用した場合にも、同様の効果が得られる。
【００４５】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２における電力合成器の回路図である。図５に示した本実施の形態２における電力合成器は、第２インピーダンス変成器２０１、第２接続線路２１２、２２２、第２分岐側端子２１３、２１４．２２３、２２４、２３３、２３４、第２合成側端子２１５、２２５、２３５、および第２電力合成点２１６、２２６、２３６を備えている。なお、第２接続線路２１２、２２２は、電気長が約１／４波長の奇数倍で構成されている。
【００４６】
ここで、図５に示した電力合成器は、３つの第２分岐回路２１７、２２７、２３７を有しており（図５中の点線の円で示した部分に相当）、第２接続線路２１２、２２２を介して３つの第２分岐回路２１７、２２７、２３７がトーナメント構成で接続されている。第２分岐回路２１７は、第２インピーダンス変成器２０１、第２分岐側端子２１３、２１４、第２合成側端子２１５、および第２電力合成点２１６で構成されている。
【００４７】
また、第２分岐回路２２７は、第２インピーダンス変成器２０１、第２分岐側端子２２３、２２４、第２合成側端子２２５、および第２電力合成点２２６で構成されている。さらに、第２分岐回路２３７は、第２インピーダンス変成器２０１、第２分岐側端子２３３、２３４、第２合成側端子２３５、および第２電力合成点２３６で構成されている。なお、３つの第２分岐回路２１７、２２７、２３７内で用いられている第２インピーダンス変成器２０１は、インピーダンス開放手段に相当する。
【００４８】
また、第２分岐回路２１７および第２分岐回路２２７の前段の入力部は、入力端子１、増幅器２、サーキュレータ３、および終端抵抗４を備えて構成されている。
【００４９】
ここで、第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４、２３３、２３４における入力端子１側のインピーダンスと、第２合成側端子２１５、２２５、２３５における第２電力合成点側のインピーダンスと、第２接続線路２１２、２２２のインピーダンスは、同じＺ０である。
【００５０】
すなわち、第２分岐回路２１７を例に説明すると、第２インピーダンス変成器２０１は、第２合成側端子２１５における第２電力合成点２１６側のインピーダンスが、Ｚ０となるように、下式（５）で表されるインピーダンスＺｔ２となる、電気長が１／４波長の奇数倍の線路で構成されている。したがって、第２接続線路の長さは、第２電力合成点２１６と第２電力合成点２３６間の電気長、および第２電力合成点２２６と第２電力合成点２３６間の電気長は１／２波長の整数倍となる。
【００５１】
【数５】
0005455770.tif 000006
【００５２】
次に、本発明の実施の形態２に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態２に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作している場合について考える。それぞれの増幅器の入力端子１に同じ信号が入力され、入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４へ、それぞれ振幅位相が同じ信号として入力されたとする。
【００５３】
ここで、第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４でのインピーダンスは、Ｚ０であるとする。そして、第２分岐側端子２１３、第２分岐側端子２１４に入力された信号は、第２電力合成点２１６に入力される。
【００５４】
第２電力合成点２１６における第２分岐側端子２１３側と第２分岐側端子２１４側の合成インピーダンスは、並列接続される第２分岐側端子２１３と第２分岐側端子２１４におけるインピーダンスがそれぞれＺ０であるから、Ｚ０／２である。第２合成側端子２１５から第２インピーダンス変成器２０１側のインピーダンスは、第２インピーダンス変成器２０１よりインピーダンス変成され、Ｚ０となる。
【００５５】
第２分岐回路２２７も第２分岐回路２１７と同様である。また、第２接続線路２１２と２２２のインピーダンスはＺ０であることから、第２分岐側端子２３３における第２接続線路２２２側のインピーダンス、および第２分岐側端子２３４における第２接続線路２１２側のインピーダンスは、ともにＺ０となる。したがって、第２分岐回路２３７内におけるインピーダンスも、第２分岐回路２１７、２２７と同様となり、第２合成側端子２３５における第２電力合成点２３６側のインピーダンスはＺ０となる。また、第２合成側端子２３５に接続される負荷インピーダンスもＺ０である。
【００５６】
以上のことから、増幅器の入力端子１に入力された信号は、電力増幅器２により増幅され、第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４へ入力され、電力合成器内のインピーダンス不整合による損失なく合成され、第２合成側端子２３５から出力される。
【００５７】
次に、本発明の実施の形態２に係る電力合成器に接続される複数の増幅器の内、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障し、第２分岐側端子２１３、２２３、２２４からのみ信号が入力される場合を考える。図６は、本発明の実施の形態２における電力合成器で、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図６は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を取り除き、第２分岐側端子２１４に、片側が短絡され、インピーダンスがＺ０で、電気長が１／４波長の奇数倍の第２終端線路２１８で終端した状態を示している。なお、第２終端線路２１８は、インピーダンス開放手段に相当する。
【００５８】
第２分岐回路２２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第２合成側端子２２５のインピーダンスは、Ｚ０となる。第２接続線路２２２のインピーダンスと第２合成側端子２２５のインピーダンスは、ともにＺ０であるため、第２分岐側端子２３３のインピーダンスは、Ｚ０となる。したがって、第２電力合成点２３６における第２分岐側端子２３３側のインピーダンスは、Ｚ０となる。
【００５９】
第２終端線路２１８の電気長は、１／４波長の奇数倍であることから、第２電力合成点２１６における第２分岐側端子２１４側のインピーダンスは、開放となる。一方、第２電力合成点２１６における第２分岐側端子２１３側のインピーダンスは、Ｚ０となる。したがって、第２電力合成点２１６のインピーダンスは、Ｚ０となる。そして、第２インピーダンス変成器２０１によりインピーダンス変成されるため、第２合成側端子２１５における第２電力合成点２１６側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。
【００６０】
第２接続線路２１２は、インピーダンスがＺ０で電気長１／４の奇数倍であることから、第２接続線路２１２は、インピーダンス変成器として動作し、第２分岐側端子２３４のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【００６１】
つまり、第２電力合成点２３６における第２分岐側端子２３３側のインピーダンスは、Ｚ０であり、第２電力合成点２３６における第２分岐側端子２３４側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。したがって、第２分岐回路２３７は、第２分岐側端子２３３側からの電力と第２分岐側端子２３４側からの電力の比が、２対１で合成する分岐回路となっている。
【００６２】
一方、第２分岐側端子２３４側から入力される信号は、第２分岐側端子２１３に接続された増幅器からの電力であり、第２分岐側端子２３３側から入力される信号は、第２分岐側端子２２３、２２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第２分岐側端子２３３側からの電力と第２分岐側端子２３４側からの電力との比は、２対１となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第２合成側端子２３５から出力される。
【００６３】
以上のように、実施の形態２の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第２分岐側端子を終端線路により終端することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態２では、第２インピーダンス線路は、上式（５）で表されるインピーダンスを有する、電気長が１／４波長の奇数倍の線路とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、１／４波長を直列に多段接続したインピーダンス変成器、テーパ線路を用いたインピーダンス変成器等、増幅器が正常動作している場合に、第２分岐回路２１７、２２７、２３７でのインピーダンス整合が実現できるインピーダンス変成器であって、第２接続線路の長さは、第２電力合成点２１６と第２電力合成点２３６間の電気長、および第２電力合成点２２６と第２電力合成点２３６間の電気長は１／２波長の整数倍となるように決定してもよい。
【００６５】
また、本実施の形態２では、第２分岐側端子２１４に接続された増幅器のみが故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数の第２分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されていた端子を第２終端線路２１８により終端することで、同様の効果が得られる。
【００６６】
図７は、本発明の実施の形態２における電力合成器で、第２分岐側端子２１４と第２分岐側端子２２３とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。この図７は、上述した故障が発生した際に、故障した２つの増幅器の両方とも電力合成器から取り外し、第２分岐側端子２１４および第２分岐側端子２２３を第２終端線路２１８により終端した状態を示している。このように、２つ以上の増幅器が故障した場合にも、それぞれ故障した増幅器が接続される第２分岐側端子を第２終端線路２１８で終端することで、同様の効果が得られる。
【００６７】
また、本実施の形態２では、並列接続する増幅器の正常動作時、第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４、２３３、２３４、および第２合成側端子２３５に接続される回路のインピーダンスは、すべて同じとした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列接続する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【００６８】
また、本実施の形態２では、第２分岐回路を３つトーナメント接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第２分岐回路を２ｎ−１（ｎは自然数）個トーナメント接続、または直列接続するなど、２つの第２分岐回路間を第２接続線路により接続する構成であればよい。
【００６９】
また、本実施の形態２では、第２分岐側端子を２つ、第２合成側端子を１つ有する第２分岐回路２１７、２２７、２３７をトーナメント接続することにより構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第２分岐回路の一部、または、すべてを第２分岐側端子がＫ個（Ｋは２以上の整数）、第２合成側端子を１個有する第２分岐回路により構成してもよい。
【００７０】
また、本実施の形態２では、第２分岐側端子２１４に接続された増幅器が故障した場合に、先端が短絡された電気長が１／４波長の奇数倍である第２終端線路２１８で第２分岐側端子２１４を終端した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第２分岐側端子２１４に先端が開放された電気長が１／２波長の整数倍の線路等、第２電力合成点２１６から第２分岐側端子２１４側のインピーダンスが無限大となるように、増幅器が故障した第２分岐側端子２１４を全反射終端すればよい。
【００７１】
また、本実施の形態２では、第２分岐側端子２１４に接続された増幅器が故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第２分岐側端子２１４以外の端子に接続された増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第２分岐側端子のそれぞれを第２終端線路により終端することで、同様の効果が得られる。
【００７２】
また、本実施の形態２では、第２分岐側端子２１４に接続された増幅器が故障した場合、第２合成側端子２３５のインピーダンスは、第２電力合成点２３６における第２分岐側端子２３３側のインピーダンスＺ０と、第２電力合成点２３６における第２分岐側端子２３４側のインピーダンスＺ０／２とが並列接続されているため、２／３Ｚ０となる。
【００７３】
そして、第２インピーダンス変成器２０１によりインピーダンス変成され、第２合成側端子２３５における第２インピーダンス変成器側のインピーダンスは、３／４Ｚ０となる。
【００７４】
一方、第２合成側端子２３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０であることから、第２合成側端子２３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。図８は、本発明の実施の形態２における電力合成器で、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。この図８に示すように、電気長１／４波長の奇数倍で、下式（６）のインピーダンスの線路である第２整合用インピーダンス変成器２１１を第２合成側端子２３５に接続し、第２合成側端子２３５でインピーダンス整合することで、反射損を０にできる。
【００７５】
【数６】
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【００７６】
また、先の図８に示すように、４台中１台の増幅器が故障した場合には、上式（６）となるが、Ｍ個（Ｍは、２以上の整数）の増幅器を並列動作させる際に、Ｎ個（Ｎは、１以上Ｍ未満の整数）の増幅器が正常に動作し、（Ｍ−Ｎ）個の増幅器で故障が発生した場合には、下式（７）のインピーダンスの線路である第２整合用インピーダンス変成器２１１を第２合成側端子２３５に接続し、第２合成側端子２３５でのインピーダンス整合を実現することで、反射損を０にできる。
【００７７】
【数７】
0005455770.tif 000008
【００７８】
なお、図８では、第２整合用インピーダンス変成器２１１を第２電力合成点２３６へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようなインピーダンスとして、第２整合用インピーダンス変成器２１１を第２分岐側端子２１３、２１４、２２３、２２４とサーキュレータ３の間に接続してもよい。この場合の各第２整合用インピーダンス変成器２１１は、Ｍ個（Ｍは、２以上の整数）の増幅器を並列動作させる際に、Ｎ個（Ｎは、１以上Ｍ未満の整数）の増幅器が正常に動作し、（Ｍ−Ｎ）個の増幅器で故障が発生したとすると、下式（８）のインピーダンスの線路として与えられる。
【００７９】
【数８】
0005455770.tif 000009
【００８０】
また、本実施の形態２では、第２整合用インピーダンス変成器２１１を電気長１／４波長の奇数倍で、上式（６）のインピーダンスの線路であるインピーダンス変成器とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第２合成側端子２３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続することで、同様の効果が得られる。または、第２合成側端子２３５でのインピーダンス不整合を整合させるように、第２インピーダンス変成器のインピーダンスや、第２接続線路のインピーダンスを変更することによっても、同様の効果が得られる。
【００８１】
また、本実施の形態２では、複数の並列動作させた増幅器からの電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様の効果が得られる。また、本実施の形態２では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用した場合にも、同様の効果が得られる。
【００８２】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３における電力合成器の回路図である。図９に示した本実施の形態３における電力合成器は、第３接続線路３１２、３２２、第３分岐側端子３１３、３１４．３２３、３２４、３３３、３３４、第３合成側端子３１５、３２５、３３５、および第３電力合成点３１６、３２６、３３６を備えている。なお、第３接続線路３１２、３２２は、電気長が約１／２波長の整数倍で構成されている。
【００８３】
ここで、図９に示した電力合成器は、３つの第３分岐回路３１７、３２７、３３７を有しており（図９中の点線の円で示した部分に相当）、第３接続線路３１２、３２２を介して３つの第３分岐回路３１７、３２７、３３７がトーナメント構成で接続されている。第３分岐回路３１７は、第３分岐側端子３１３、３１４、第３合成側端子３１５、および第３電力合成点３１６で構成されている。
【００８４】
また、第３分岐回路３２７は、第３分岐側端子３２３、３２４、第３合成側端子３２５、および第３電力合成点３２６で構成されている。さらに、第３分岐回路３３７は、第３分岐側端子３３３、３３４、第３合成側端子３３５、および第３電力合成点３３６で構成されている。
【００８５】
また、第３分岐回路３１７および第３分岐回路３２７の前段の入力部は、入力端子１、増幅器２、サーキュレータ３、および終端抵抗４を備えて構成されている。ここで、終端抵抗４のインピーダンスは、４Ｚ０である。
【００８６】
ここで、第３合成側端子での負荷インピーダンスをＺ０とすると、第３接続線路３１２、３２２のインピーダンスは、２Ｚ０であり、第３分岐側端子３１３、３１４、３２３、３２４のインピーダンスは、４Ｚ０である。
【００８７】
次に、本発明の実施の形態３に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態３に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作している場合について考える。それぞれの増幅器の入力端子１に同じ信号が入力され、入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、第３分岐側端子３１３、３１４、３２３、３２４へ、それぞれ振幅位相が同じ信号として入力されたとする。
【００８８】
また、第３分岐側端子３１３、３１４、３２３、３２４でのインピーダンスは、４Ｚ０であるとする。この場合、第３電力合成点３１６における第３分岐側端子３１３と３１４側の合成インピーダンスは、インピーダンス４Ｚ０が並列接続されているため、２Ｚ０となる。第３分岐回路３２７も第３分岐回路３１７と同様であり、第３合成側端子３２５における第３電力合成点３２６側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【００８９】
したがって、第３電力合成点３３６には、第３分岐側端子３３３、３３４側のインピーダンス２Ｚ０が並列接続されていることから、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３３、３３４側の合成インピーダンスは、Ｚ０となる。ここで、第３合成側端子３３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０である。このことから、増幅器の入力端子１に入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、電力合成器内のインピーダンス不整合による損失なく合成され、第３合成側端子３３５から出力される。
【００９０】
次に、本発明の実施の形態３に係る電力合成器に接続される複数の増幅器の内、第３分岐側端子３１３に接続される増幅器が故障し、第３分岐側端子３１４、３２３、３２４からのみ信号が入力される場合を考える。図１０は、本発明の実施の形態３における電力合成器で、第３分岐側端子３１３に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図１０は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を取り除き、第３分岐側端子３１３に、先端が短絡され、インピーダンスが４Ｚ０で、電気長が１／４波長の奇数倍である第３終端線路３１８で終端した状態を示している。なお、第３終端線路３１８は、インピーダンス開放手段に相当する。
【００９１】
第３分岐回路３２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第３合成側端子３２５のインピーダンスは、２Ｚ０となる。第３接続線路３２２のインピーダンスと第３合成側端子３２５のインピーダンスは、ともに２Ｚ０であるため、第３分岐側端子３３４のインピーダンスは、２Ｚ０となる。したがって、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３４側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【００９２】
第３終端線路３１８の電気長は、１／４波長の奇数倍であることから、第３電力合成点３１６における第３分岐側端子３１３側のインピーダンスは、開放となる。一方、第３電力合成点３１６における第３分岐側端子３１４側のインピーダンスは、４Ｚ０となる。したがって、第３合成側端子３１５における第３電力合成点側のインピーダンスは、４Ｚ０となる。
【００９３】
第３接続線路３１２は、電気長１／２の整数倍であることから、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３３側のインピーダンスは、４Ｚ０となる。
【００９４】
つまり、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３３側のインピーダンスは、４Ｚ０であり、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３４側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。したがって、第３分岐回路３３７は、第３分岐側端子３３３側からの電力と第３分岐側端子３３４側からの電力の比が、１対２で合成する分岐回路となっている。
【００９５】
一方、第３分岐側端子３３３側から入力される電力は、第３分岐側端子３１４に接続された増幅器からの電力であり、第３分岐側端子３３４側から入力される信号は、第３分岐側端子３２３、３２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第３分岐側端子３３３側からの電力と第３分岐側端子３３４側からの電力の比は、１対２となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第３合成側端子３３５から出力される。
【００９６】
以上のように、実施の形態３の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第３分岐側端子を終端線路により終端することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【００９７】
また、実施の形態３では、第３分岐側端子３１３に接続された増幅器のみが故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数の第３分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されていた第３分岐側端子を第３終端線路３１８により終端することで、同様の効果が得られる。
【００９８】
図１１は、本発明の実施の形態３における電力合成器で、第３分岐側端子３１３と第３分岐側端子３２４とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。この図１１は、上述した故障が発生した際に、故障した２つの増幅器の両方とも電力合成器から取り外し、第３分岐側端子３１３および第３分岐側端子３２４を第３終端線路３１８により終端した状態を示している。このように、２つ以上の増幅器が故障した場合にも、それぞれ故障した増幅器が接続される第３分岐側端子を第３終端線路３１８で終端することで、同様の効果が得られる。
【００９９】
また、本実施の形態３では、並列接続する増幅器の正常動作時、第３分岐側端子３１３、３１４、３２３、３２４、３３３、３３４に接続される負荷インピーダンスを４Ｚ０、第３合成側端子３３５に接続される負荷インピーダンスをＺ０とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列接続する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【０１００】
また、本実施の形態３では、第３分岐回路を３つトーナメント接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、２つの第３分岐回路間を第３接続線路により接続する構成であればよい。例えば、第３分岐回路を２ｎ−１（ｎは自然数）個トーナメント接続する構成や、直列接続する構成でもよい。
【０１０１】
また、本実施の形態３では、第３分岐側端子を２つ、第３合成側端子を１つ有する第３分岐回路３１７、３２７、３３７をトーナメント接続することにより構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第３分岐回路の一部、または、すべてを第３分岐側端子がＫ個（Ｋは２以上の整数）、第３合成側端子を１個有する第３分岐回路により構成してもよい。
【０１０２】
また、本実施の形態３では、第３分岐側端子３１３に接続された増幅器が故障した場合に、先端が短絡された電気長が１／４波長の奇数倍である第３終端線路３１８で第３分岐側端子３１３を終端した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第３分岐側端子３１３に先端が開放された電気長が１／２波長の整数倍の線路等、第３電力合成点３１６から第３分岐側端子３１３側のインピーダンスが無限大となるように、増幅器が故障した第３分岐側端子３１３を全反射終端すればよい。
【０１０３】
また、本実施の形態３では、第３分岐側端子３１３に接続された増幅器が故障した場合について述べた。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第３分岐側端子３１３以外の端子に接続された増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第３分岐側端子のそれぞれを第３終端線路により終端することで、同様の効果が得られる。
【０１０４】
また、本実施の形態３では、第３分岐側端子３１３に接続された増幅器が故障した場合、第３合成側端子３３５におけるインピーダンスは、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３３側のインピーダンス４Ｚ０と、第３電力合成点３３６における第３分岐側端子３３４側のインピーダンス２Ｚ０とが並列接続されているため、４／３Ｚ０となる。
【０１０５】
一方、第３合成側端子３３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０となるため、第３合成側端子３３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。図１２は、本発明の実施の形態３における電力合成器で、第３分岐側端子３１３に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。この図１２に示すように、電気長１／４波長の奇数倍で、上式（２）のインピーダンスの線路である第３整合用インピーダンス変成器３１１を第３合成側端子３３５に接続し、第３合成側端子３３５でインピーダンス整合することで、反射損を０にできる。
【０１０６】
なお、図１２では、第３整合用インピーダンス変成器３１１を第３電力合成点３３６へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようなインピーダンスとして、第３整合用インピーダンス変成器３１１を第３分岐側端子３１３、３１４、３２３、３２４とサーキュレータ３の間に接続してもよい。
【０１０７】
また、本実施の形態３では、第３整合用インピーダンス変成器３１１を電気長１／４波長の奇数倍で、上式（２）のインピーダンスの線路であるインピーダンス変成器とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第３合成側端子３３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続することで、同様の効果が得られる。または、第３合成側端子３３５でのインピーダンス不整合を整合させるように、第３インピーダンス変成器のインピーダンスや、第３接続線路のインピーダンスを変更することによっても、同様の効果が得られる。
【０１０８】
また、本実施の形態３では、複数の並列動作させた増幅器からの電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様の効果が得られる。また、本実施の形態３では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用した場合にも、同様の効果が得られる。
【０１０９】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４における電力合成器の回路図である。図１３に示した本実施の形態４における電力合成器は、第４インピーダンス変成器４０１、第５インピーダンス変成器４０２、第４接続線路４１２、４２２、第４分岐側端子４１３、４１４．４２３、４２４、４３３、４３４、第４合成側端子４１５、４２５、４３５、および第４電力合成点４１６、４２６、４３６を備えている。なお、第４接続線路４１２、４２２は、電気長が約１／２波長の整数倍で構成されている。
【０１１０】
ここで、図１３に示した電力合成器は、３つの第４分岐回路４１７、４２７、４３７を有しており（図１３中の点線の円で示した部分に相当）、第４接続線路４１２、４２２を介して３つの第４分岐回路４１７、４２７、４３７がトーナメント構成で接続されている。第４分岐回路４１７は、第４インピーダンス変成器４０１、第５インピーダンス変成器４０２、第４分岐側端子４１３、４１４、第４合成側端子４１５、および第４電力合成点４１６で構成されている。
【０１１１】
また、第４分岐回路４２７は、第４インピーダンス変成器４０１、第５インピーダンス変成器４０２、第４分岐側端子４２３、４２４、第４合成側端子４２５、および第４電力合成点４２６で構成されている。さらに、第４分岐回路４３７は、第４インピーダンス変成器４０１、第５インピーダンス変成器４０２、第４分岐側端子４３３、４３４、第４合成側端子４３５、および第４電力合成点４３６で構成されている。なお、３つの第４分岐回路４１７、４２７、４３７内で用いられている第４インピーダンス変成器４０１および第５インピーダンス変成器４０２は、インピーダンス開放手段に相当する。
【０１１２】
また、第４分岐回路４１７および第４分岐回路４２７の前段の入力部は、入力端子１、増幅器２、サーキュレータ３、および終端抵抗４を備えて構成されている。
【０１１３】
ここで、第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４、４３３、４３４における入力端子１側のインピーダンスと、第４合成側端子４３５に接続される負荷インピーダンスと、第４接続線路４１２、４２２のインピーダンスは、同じＺ０とする。
【０１１４】
すなわち、第４インピーダンス変成器４０１を、電気長１／４の奇数倍のインピーダンスがａＺ０（ａ＞０の任意定数）の線路とすると、第４合成側端子４１５、４２５、４３５におけるそれぞれ第４電力合成点４１６、４２６、４３６側のインピーダンスがＺ０となるように、第５インピーダンス変成器は、インピーダンスが下式（９）で表される、電気長が１／４波長の奇数倍の線路である。したがって、第４電力合成点４１６と第４電力合成点４３６間の電気長、および第４電力合成点４２６と第４電力合成点４３６間の電気長は１／２波長の整数倍となる。
【０１１５】
【数９】
0005455770.tif 000010
【０１１６】
次に、本発明の実施の形態４に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態４に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作している場合について考える。それぞれの増幅器の入力端子１に同じ信号が入力され、入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４へ、それぞれ振幅位相が同じ信号として入力されたとする。
【０１１７】
第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０である。第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３、４１４側のインピーダンスは、第４分岐側端子４１３、４１４に接続される負荷インピーダンスが第４インピーダンス変成器４０１でそれぞれ変成されるため、それぞれａ２Ｚ０となる。したがって、第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３、４１４側の合成インピーダンスは、ａ２Ｚ０が並列接続されているため、ａ２Ｚ０／２となる。
【０１１８】
第４合成側端子４１５における第４電力合成点４１６側のインピーダンスは、第４電力合成点４１６でのインピーダンスａ２Ｚ０／２が第５インピーダンス変成器４０２によりインピーダンス変成されるため、Ｚ０となる。
【０１１９】
一方、第４合成側端子４１５に接続される第４接続線路４１２のインピーダンスは、Ｚ０である。また、第４合成側端子４１５における第４電力合成点４１６側のインピーダンスは、Ｚ０であり、第４接続線路４１２のインピーダンスは、Ｚ０であることから、第４分岐側端子４３３における第４接続線路４１２側のインピーダンスは、Ｚ０となる。
【０１２０】
第４分岐回路４１７の動作と、第４分岐回路４２７の動作は、同じであることから、第４分岐側端子４３４における第４接続線路４２２側のインピーダンスも、Ｚ０となる。また、第４分岐回路４１７の動作と、第４分岐回路４３７の動作は、同じであることから、第４合成側端子４３５における第４電力合成点４３６側のインピーダンスも、Ｚ０となる。
【０１２１】
以上のことから、増幅器の入力端子１に入力された信号は、電力増幅器２により増幅され、第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４へ入力され、電力合成器内のインピーダンス不整合による損失なく合成され、第４合成側端子４３５から出力される。
【０１２２】
次に、本発明の実施の形態４に係る電力合成器に接続される複数の増幅器の内、第４分岐側端子４１３に接続される増幅器が故障し、第４分岐側端子４１４、４２３、４２４からのみ信号が入力される場合を考える。図１４は、本発明の実施の形態４における電力合成器で、第４分岐側端子４１３に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図１４は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を電力合成器から取り外し、第４分岐側端子４１３を短絡した状態を示している。
【０１２３】
第４分岐回路４２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第４電力合成点４３６における第４分岐側端子４３４側のインピーダンスは、ａ２Ｚ０となる。
【０１２４】
第４分岐側端子４１３は、短絡されることから、第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３側のインピーダンスは、開放となる。一方、第４電力合成点４１６から第４分岐側端子４１４側のインピーダンスは、ａ２Ｚ０となる。したがって、第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３、４１４側の合成インピーダンスは、ａ２Ｚ０となる。
【０１２５】
そして、第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３、４１４側の合成インピーダンスａ２Ｚ０が、第５インピーダンス変成器４０２によりインピーダンス変成されるため、第４合成側端子４１５における第４電力合成点４１６側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。
【０１２６】
第４接続線路４１２は、インピーダンスがＺ０で電気長１／２の整数倍である。したがって、第４分岐側端子４３３における第４分岐回路４１７側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。そして、第４分岐側端子４３３における第４分岐回路４１７側のインピーダンスＺ０／２は、第４インピーダンス変成器４０１によりインピーダンス変成されるため、第４電力合成点４３６における、第４分岐側端子４３３側のインピーダンスは、２ａ２Ｚ０となる。
【０１２７】
つまり、第４電力合成点４３６における第４分岐側端子４３３側のインピーダンスは、２ａ２Ｚ０であり、第４電力合成点４３６における第４分岐側端子４３４側のインピーダンスは、ａ２Ｚ０となる。したがって、第４分岐回路４３７は、第４分岐側端子４３３側からの電力と第４分岐側端子４３４側からの電力の比が１対２で合成する場合に、インピーダンス不整合なく合成する分岐回路となっている。
【０１２８】
一方、第４分岐側端子４３３側から入力される信号は、第４分岐側端子４１４に接続された増幅器からの電力のみであり、第４分岐側端子４３４側から入力される信号は、第４分岐側端子４２３、４２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第４分岐側端子４３３側からの電力と第４分岐側端子４３４側からの電力との比は、１対２となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第４合成側端子４３５から出力される。
【０１２９】
以上のように、実施の形態４の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第４分岐側端子を短絡することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態４では、第４インピーダンス線路はａＺ０,第５インピーダンス線路は上式（９）で表されるインピーダンスを有する、電気長が１／４波長の奇数倍の線路とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、インピーダンスが異なる１／４波長を直列に多段接続したインピーダンス変成器、テーパ線路を用いたインピーダンス変成器等、増幅器が正常動作している場合に、第４分岐回路４１７、４２７、４３７でのインピーダンス整合が実現できるインピーダンス変成器であって、第４接続線路の長さは、第４電力合成点４１６と第４電力合成点４３６間の電気長、および第４電力合成点４２６と第４電力合成点４３６間の電気長は１／２波長の整数倍となるように決定してもよい。
【０１３１】
また、本実施の形態４では、第４分岐側端子４１３に接続された増幅器のみが故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数の第４分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されていた端子を短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１３２】
図１５は、本発明の実施の形態４における電力合成器で、第４分岐側端子４１３と第４分岐側端子４２４とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。この図１５は、上述した故障が発生した際に、故障した２つの増幅器の両方とも電力合成器から取り外し、第４分岐側端子４１３および第４分岐側端子４２４が短絡となるように終端した状態を示している。このように、２つ以上の増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第４分岐側端子のそれぞれを短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１３３】
また、本実施の形態４では、並列接続する増幅器の正常動作時、第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４、４３３、４３４、および第４合成側端子４３５に接続される回路のインピーダンスは、すべて同じとした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列接続する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【０１３４】
また、本実施の形態４では、第４分岐回路を３つトーナメント接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、２つの第４分岐回路間を第４接続線路により接続する構成であればよい。例えば、第４分岐回路を２ｎ−１（ｎは自然数）個トーナメント接続、または直列接続してもよい。
【０１３５】
また、本実施の形態４では、第４分岐側端子を２つ、第４合成側端子を１つ有する第４分岐回路４１７、４２７、４３７をトーナメント接続することにより構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第４分岐回路の一部、または、すべてを第４分岐側端子がＫ個（Ｋは２以上の整数）、第４合成側端子を１個有する第４分岐回路により構成してもよい。
【０１３６】
また、本実施の形態４では、第４分岐側端子４１３に接続された増幅器が故障した場合に、第４分岐側端子４１３を短絡した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第４分岐側端子４１３に先端が開放された電気長が１／４波長の奇数倍の線路、第４分岐側端子４１３に先端が短絡された電気長が１／２波長の線路等、第４電力合成点４１６における第４分岐側端子４１３側のインピーダンスが無限大となるように、増幅器が故障した第４分岐側端子４１３を全反射終端すればよい。
【０１３７】
また、本実施の形態４では、第４分岐側端子４１３に接続された増幅器が故障した場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第４分岐側端子４１３以外の端子に接続された増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第２分岐側端子のそれぞれを短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１３８】
また、本実施の形態４では、第４分岐側端子４１３に接続された増幅器が故障した場合、第４合成側端子４３５のインピーダンスは、第４電力合成点４３６における第４分岐側端子４３３側のインピーダンス２ａ２Ｚ０と、第４電力合成点４３６における第４分岐側端子４３４側のインピーダンスａ２Ｚ０とが並列接続されているため、２／３ａ２Ｚ０となる。
【０１３９】
そして、第５インピーダンス変成器４０２によりインピーダンス変成され、第４合成側端子４３５における第４インピーダンス変成器４０１側のインピーダンスは、３／４Ｚ０となる。
【０１４０】
一方、第４合成側端子４３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０であることから、第４合成側端子４３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。図１６は、本発明の実施の形態４における電力合成器で、第４分岐側端子４１３に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。この図１６に示すように、電気長１／４波長の奇数倍で、上式（６）のインピーダンスの線路である第４整合用インピーダンス変成器４１１を第４合成側端子４３５に接続し、第４合成側端子４３５でインピーダンス整合することで、反射損を０にできる。
【０１４１】
なお、図１６では、第４整合用インピーダンス変成器４１１を第４合成側端子４３５へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようなインピーダンスとして、第４整合用インピーダンス変成器４１１を第４分岐側端子４１３、４１４、４２３、４２４とサーキュレータ３の間へ接続してもよい。
【０１４２】
また、本実施の形態４では、第４整合用インピーダンス変成器４１１を電気長１／４波長の奇数倍で、上式（６）のインピーダンスの線路であるインピーダンス変成器とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第４合成側端子４３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続することで、同様の効果が得られる。または、第４合成側端子４３５でのインピーダンス不整合を整合させるように、第４インピーダンス変成器のインピーダンス、第５インピーダンス変成器のインピーダンス、あるいは第４接続線路のインピーダンスを変更することによっても、同様の効果が得られる。
【０１４３】
また、本実施の形態４では、複数の並列動作させた増幅器からの電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様の効果が得られる。また、本実施の形態４では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用した場合にも、同様の効果が得られる。
【０１４４】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５における電力合成器の回路図である。図１７に示した本実施の形態５における電力合成器は、第１分岐回路１２７、１３７と、第２分岐回路２１７の３つの分岐回路がトーナメント接続されて構成されている。第２分岐回路２１７と第１分岐回路１３７を接続する第５接続線路５１２は、インピーダンスがＺ０で１／２波長の整数倍の電気長となる線路である。また、第１分岐回路１２７と第１分岐回路１３７を接続する第５接続線路５２２は、インピーダンスがＺ０で１／４波長の奇数倍の電気長となる線路である。
【０１４５】
次に、本発明の実施の形態５に係る電力合成分配器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態５に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作し、第１分岐側端子１２３、１２４、第２分岐側端子２１３、２１４から入力される場合について考える。第１分岐回路１２７は、先の実施の形態１と同様に動作し、第２分岐回路２１７は、先の実施の形態２と同様に動作する。このため、第１分岐側端子１２３、１２４、第２分岐側端子２１３、２１４から入力された信号は、インピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１３５から出力され、第１合成側端子１３５に接続される負荷に出力される。
【０１４６】
次に、本発明の実施の形態５に係る電力合成器に接続される複数の増幅器の内、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障し、第２分岐側端子２１３、第１分岐側端子１２３、１２４からのみ信号が入力される場合を考える。図１８は、本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図１８は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を電力合成器から取り外し、第２分岐側端子２１４を短絡した状態を示している。
【０１４７】
第１分岐回路１２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３３側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【０１４８】
第２分岐側端子２１４は、短絡されることから、先の実施の形態２と同様に、第２合成側端子２１５における第２電力合成点２１６側のインピーダンスはＺ０／２となる。第５接続線路５１２は、１／２波長の整数倍の線路であることから、第１分岐側端子１３４における第５接続線路５１２側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。
【０１４９】
第１分岐側端子１３４における第５接続線路５１２のインピーダンスＺ０／２は、第１インピーダンス変成器１０１によりインピーダンス変成されるため、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３４側のインピーダンスは、４Ｚ０となる。
【０１５０】
つまり、第１電力合成点１３６における第１分岐側端子１３３側のインピーダンスは、２Ｚ０であり、第１電力合成点１３６から第１分岐側端子１３４側のインピーダンスは４Ｚ０となる。したがって、第１分岐回路１３７は、第１分岐側端子１３３側からの電力と第１分岐側端子１３４側からの電力の比が２対１で合成する分岐回路となっている。
【０１５１】
一方、第１分岐側端子１３４側から入力される信号は、第２分岐側端子２１３に接続された増幅器からの電力、第１分岐側端子１３３側から入力される信号は、第１分岐側端子１２３、１２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第１分岐側端子１３３側からの電力と第１分岐側端子１３４側からの電力の比が２対１となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１３５から出力される。
【０１５２】
以上のように、実施の形態５の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第１分岐側端子を短絡することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【０１５３】
なお、本実施の形態５では、第１分岐回路と第２分岐回路をトーナメント接続して構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、先の実施の形態１〜４で説明したような、複数の第１分岐回路、第２分岐回路、第３分岐回路、第４分岐回路を、任意の組み合わせで構成してもよい。
【０１５４】
その場合、接続線路を介して接続される分岐回路の電力合成点間の長さが１／２波長の整数倍となるように、接続線路の長さを決定する。ただし、各接続線路のインピーダンスは、増幅器が正常動作している場合に、電力合成器内すべての部分でインピーダンス整合が実現できていればよい。
【０１５５】
また、本実施の形態５では、第２分岐側端子２１４に接続された増幅器のみが故障した場合について述べた。しかし、本発明は、これに限るものではなく、いずれかの端子に接続された１つ以上の増幅器が故障した場合にも、それぞれ故障した増幅器が接続される分岐側端子を短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１５６】
図１９は、本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子２１４と第１分岐側端子１２３とに接続される２つの増幅器が故障した場合の回路図である。この図１９は、上述した故障が発生した際に、故障した２つの増幅器の両方とも電力合成器から取り外し、第２分岐側端子２１４および第１分岐側端子１２３が短絡となるように終端した状態を示している。このように、２つ以上の増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続される第１分岐側端子、第２分岐側端子のそれぞれを短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１５７】
また、本実施の形態５では、並列接続する増幅器の正常動作時、第１分岐側端子１２３、１２４、１３３、１３４、第２分岐側端子２１３、２１４、および第１合成側端子１３５に接続される回路のインピーダンスは、すべて同じとした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列接続する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【０１５８】
また、本実施の形態５では、実施の形態１と同様に、第１合成側端子１３５における第１電力合成点１３６側のインピーダンスは４／３Ｚ０となる。一方、第１合成側端子１３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０となるため、第１合成側端子１３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。
【０１５９】
図２０は、本発明の実施の形態５における電力合成器で、第２分岐側端子２１４に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。先の実施の形態１と同様に、図２０に示すように、第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１合成側端子１３５に接続し、第１合成側端子１３５でインピーダンス整合を実現することで、反射損を０にできる。
【０１６０】
なお、図２０では、第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１電力合成点１３６へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようにインピーダンスとして、第１整合用インピーダンス変成器１１１を第１分岐側端子１２３、１２４、第２分岐側端子２１３、２１４とサーキュレータ３との間に接続してもよい。
【０１６１】
また、本実施の形態５では、第１整合用インピーダンス変成器１１１とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１合成側端子１３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続する、または、第１合成側端子１３５でのインピーダンス不整合を整合させるように、第１インピーダンス変成器のインピーダンスや、第１接続線路のインピーダンスを変更することで、同様の効果が得られる。
【０１６２】
また、本実施の形態５では、複数の並列動作させる増幅器の電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様の効果が得られる。また、本実施の形態５では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用した場合にも、同様の効果が得られる。
【０１６３】
実施の形態６．
図２１は、本発明の実施の形態６における電力合成器の上面図であり、方形同軸線路を用いた電力合成器である。図２２は、本発明の実施の形態６における電力合成器の図２１中のＡ−Ａ’における断面図である。さらに、図２３は、本発明の実施の形態６における電力合成器の図２１中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【０１６４】
図２１〜図２３における各符号は、以下のものを示している。
６０１：方形同軸線路の外導体
６０２：インピーダンスがＺ０の方形同軸線路の内導体
６０３：インピーダンスが下式（１０）で、電気長が１／４波長の第６インピーダンス変成器の内導体
【０１６５】
【数１０】
0005455770.tif 000011
【０１６６】
６０４：インピーダンスがＺ０の電気長が１／４波長の第６接続線路の内導体
６０５：電力合成部
６０６：電力合成分配器へ電力を入出力させるための同軸線路
６０７：同軸線路６０６の内導体
６０８：同軸線路６０６の外導体
６１０：出力側同軸線路コネクタ
６１１〜６１４：入力側同軸線路コネクタ
【０１６７】
次に、本発明の実施の形態６に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態６に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが正常動作し、入力側同軸線路コネクタ６１１、６１２，６１３，６１４から等振幅、同相の信号が入力される場合を考える。この場合の等価回路は、先の実施の形態１で示した図１で表される。したがって、同軸線路から入力された電力は、合成され、出力側同軸線路コネクタ６１０から出力される。
【０１６８】
次に、本発明の実施の形態６に係る電力合成器に接続される複数の増幅器の内、入力側同軸線路コネクタ６１４に接続される増幅器が故障した場合を考える。図２４は、本発明の実施の形態６における方形同軸線路を用いた電力合成器で、入力側同軸線路コネクタ６１４に接続する増幅器が故障した場合の入力側同軸線路コネクタ６１４の断面図である。また、図２５は、本発明の実施の形態６における方形同軸線路を用いた電力合成器で、入力側同軸線路コネクタ６１４に接続する増幅器が故障した場合の出力側同軸線路コネクタ６１０の断面図である。
【０１６９】
図２４に示すように、故障した増幅器が接続される入力側同軸線路コネクタ６１４にショートコネクタ６０９を接続することで、短絡している。ただし、電力合成部６０５におけるショートコネクタ側のインピーダンスが無限大となるように、方形同軸線路６０２の電気長を約１／２波長とする。
【０１７０】
また、本実施の形態６における方形同軸線路を用いた電力合成器は、出力側同軸線路コネクタ６１０では、インピーダンス変成器６１５を介して同軸線路６０６に接続される。このときの等価回路は、先の図４のようになる。したがって、入力側同軸線路コネクタ６１１、６１２，６１３に入力された電力は、インピーダンス不整合による合成損なく、すべて合成され、出力側同軸線路コネクタ６１０から出力される。
【０１７１】
以上のように、実施の形態６によれば、方形同軸線路を用いた電力合成器において、故障した増幅器が接続される入力側同軸線路コネクタでは、ショートコネクタを接続することで短絡し、出力側同軸線路コネクタでは、インピーダンス変成器を介して同軸線路に接続している。これにより、上述した実施の形態１〜５で示した効果を、方形同軸線路を用いた電力合成器において実現することができる。
【０１７２】
実施の形態７．
図２６は、本発明の実施の形態７における電力合成器回路図である。図２６に示した本実施の形態７における電力合成器は、第１インピーダンス変成器１００１、第１接続線路１０１２、１０２２、第１分岐側端子１０１３、１０１４．１０２３、１０２４、１０３３、１０３４、第１合成側端子１０１５、１０２５、１０３５、および第１電力合成点１０１６、１０２６、１０３６を備えている。なお、第１接続線路１０１２、１０２２は、電気長が約１／４波長の奇数倍で構成されている。
【０１７３】
ここで、図２６に示した電力合成器は、３つの第１分岐回路１０１７、１０２７、１０３７を有しており（図２６中の点線の円で示した部分に相当）、第１接続線路１０１２、１０２２を介して３つの第１分岐回路１０１７、１０２７、１０３７がトーナメント構成で接続されている。第１分岐回路１０１７は、第１インピーダンス変成器１００１、第１分岐側端子１０１３、１０１４、第１合成側端子１０１５、および第１電力合成点１０１６で構成されている。
【０１７４】
また、第１分岐回路１０２７は、第１インピーダンス変成器１００１、第１分岐側端子１０２３、１０２４、第１合成側端子１０２５、および第１電力合成点１０２６で構成されている。さらに、第１分岐回路１０３７は、第１インピーダンス変成器１００１、第１分岐側端子１０３３、１０３４、第１合成側端子１０３５、および第１電力合成点１０３６で構成されている。
【０１７５】
ここで、第１分岐側端子１０１３、１０１４、１０２３、１０２４、１０３３、１０３４における入力端子１側のインピーダンスと、第１合成側端子１０１５、１０２５、１０３５における第１電力合成点側のインピーダンスと、第１接続線路１０１２、１０２２のインピーダンスは、同じＺ０である。
【０１７６】
すなわち、第１分岐回路１０１７を例に説明すると、第１インピーダンス変成器１００１は、第１合成側端子１０１５における、第１電力合成点１０３６側のインピーダンスがＺ０となるように、上式（１）で表されるインピーダンスＺｔとなる、電気長が１／４波長の奇数倍の線路で構成されている。
【０１７７】
次に、本発明の実施の形態７に係る電力合成器の動作について説明する。はじめに、本発明の実施の形態７に係る電力合成器に接続される複数の増幅器すべてが、正常動作している場合について考える。それぞれの増幅器の入力端子１に同じ信号が入力され、入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、第１分岐側端子１０１３、１０１４、１０２３、１０２４へ、それぞれ振幅位相が同じ信号として入力されたとする。また、第１分岐側端子１０１３、１０１４、１０２３、１０２４でのインピーダンスをＺ０とする。
【０１７８】
第１電力合成点１０１６における第１分岐側端子１０１３および第１分岐側端子１０１４側のインピーダンスは、それぞれＺ０である。ここで、第１分岐側端子１０１３と第１分岐側端子１０１４は、直列に接続されていることから、第１電力合成点１０１６における第１分岐側端子１０１３および第１分岐側端子１０１４側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。そして、第１インピーダンス変成器１００１によりインピーダンス変成されるため、第１合成側端子１０１５における第１電力合成点１０１６側のインピーダンスは、Ｚ０となる。
【０１７９】
第１分岐回路１０２７も第１分岐回路１０１７と同様であることから、第１分岐側端子１０３３、１０３４における第１分岐回路１０１７、１０２７側のインピーダンスは、Ｚ０となる。したがって、第１分岐回路１０３７でも第１分岐回路１０１７と同様であることから、第１合成側端子１０３５における、第１電力合成点１０３６側のインピーダンスは、Ｚ０となる。また、第１合成側端子１０３５に接続される負荷インピーダンスもＺ０である。
【０１８０】
以上のことから、増幅器の入力端子１に入力された電力は、電力増幅器２により増幅され、インピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１０３５から出力される。
【０１８１】
次に、本発明の実施の形態７に係る電力合成分配器に接続される複数の増幅器の内、第１分岐側端子１０１４に接続される増幅器が故障し、第１分岐側端子１０１３、１０２３、１０２４からのみ信号が入力される場合を考える。図２７は、本発明の実施の形態７における電力合成器で、第１分岐側端子１０１４に接続される増幅器が故障した場合の回路図である。この図２７は、上述した故障が発生した際に、故障した増幅器を電力合成器から取り外し、第１分岐側端子１０１４が短絡となるように終端した状態を示している。
【０１８２】
第１分岐回路１０２７に接続される増幅器は、正常動作時と同様であるため、第１分岐側端子１０３３における第１分岐回路１０２７側のインピーダンスは、Ｚ０となる。
【０１８３】
また、第１分岐側端子１０１４は短絡されているため、第１電力合成点１０１６における第１分岐側端子１０１３側のインピーダンスは、Ｚ０となる。そして、第１インピーダンス変成器によりインピーダンス変成されるため、第１合成側端子１０１５における第１電力合成点１０１６側のインピーダンスは、２Ｚ０となる。
【０１８４】
第１接続線路１０１２は、インピーダンスがＺ０で電気長１／４の奇数倍である。従って、第１接続線路１０１２は、インピーダンス変成器として動作し、第１分岐側端子１０３４における第１接続線路１０１２側のインピーダンスは、Ｚ０／２となる。
【０１８５】
つまり、第１電力合成点１０３６における第１分岐側端子１０３３側のインピーダンスは、Ｚ０であり、第１電力合成点１０３６における第１分岐側端子１０３４側のインピーダンスは、Ｚ０／２がとなり、それらが直列接続されていることになる。したがって、第１分岐回路１０３７は、第１分岐側端子１０３３側からの電力と第１分岐側端子１０３４側からの電力の比が２対１で合成する場合に、インピーダンス不整合なく合成する第１分岐回路となっている。
【０１８６】
一方、第１分岐側端子１０３４側から入力される信号は、第１分岐側端子１０１３に接続された増幅器からの電力のみであり、第１分岐側端子１０３３側から入力される信号は、第１分岐側端子１０２３、１０２４に接続された２つの増幅器からの合成電力である。このことから、第１分岐側端子１０３３側からの電力と第１分岐側端子１０３４側からの電力との比は、２対１となっている。この結果、電力合成器内でのインピーダンス不整合による損失なく合成され、第１合成側端子１０３５から出力される。
【０１８７】
以上のように、実施の形態７の電力合成器によれば、並列動作している増幅器が正常動作している場合には、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく電力を合成できる。さらに、並列動作している増幅器の一部が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されている第１分岐側端子を短絡することで、電力合成器内のインピーダンス不整合による合成損なく、合成することができる。
【０１８８】
なお、本実施の形態７では、第１インピーダンス線路は、上式（１）で表されるインピーダンスを有する、電気長が１／４波長の奇数倍の線路とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、１／４波長を直列に多段接続したインピーダンス変成器、テーパ線路を用いたインピーダンス変成器等、増幅器が正常動作している場合に、第１分岐回路１０１７、１０２７、１０３７でのインピーダンス整合が実現できるインピーダンス変成器とし、第１電力合成点１０１６と第１電力合成点１０３６間、および第１電力合成点１０２６と第１電力合成点１０３６間の長さが１／２波長の整数倍となるように第１接続線路の長さを調整すればよい。
【０１８９】
また、本実施の形態７では、第１分岐側端子１０１４に接続された増幅器のみが故障した場合について述べた。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数の第１分岐側端子に接続される増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器が接続されていた端子を短絡することで、同様の効果が得られる。
【０１９０】
また、本実施の形態７では、並列動作する増幅器の正常動作時、第１分岐側端子１０１３、１０１４、１０２３、１０２４、１０３３、１０３４、および第１合成側端子１０３５に接続される回路のインピーダンスは、すべて同じとした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、それぞれの負荷インピーダンスは、任意の値でよい。ただし、電力合成器内の回路は、並列動作する増幅器の正常動作時には、インピーダンス不整合が生じないような値に設計する。
【０１９１】
また、本実施の形態７では、第１分岐回路を３つトーナメント接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、２つの第１分岐回路間を第１接続線路により接続する構成であればよい。
【０１９２】
また、本実施の形態７では、第１分岐側端子を２つ、第１合成側端子を１つ有する第１分岐回路１０１７、１０２７、１０３７をトーナメント接続することにより構成した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１分岐回路の一部、またはすべてを第１分岐側端子がＫ個（Ｋは２以上の整数）、第１合成側端子を１個有する第１分岐回路により構成してもよい。
【０１９３】
また、上記実施の形態７では、第１分岐側端子１０１４に接続された増幅器が故障した場合に、第１分岐側端子１０１４を短絡した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、第１分岐側端子１０１４に先端が開放された電気長が１／４波長の線路、または先端が短絡された電気長が１／２波長の整数倍の線路等、第１分岐側端子１０１４のインピーダンスが短絡となるように、増幅器が故障した第１分岐側端子１０１４を終端すればよい。
【０１９４】
また、本実施の形態７では、第１分岐側端子１０１４に接続された増幅器が故障した場合、第１合成側端子１０３５のインピーダンスは、第１分岐側端子１０３３側のインピーダンスＺ０と、第１分岐側端子１０３４側のインピーダンスＺ０／２とが直列接続され、第１インピーダンス変成器１００１によりインピーダンス変成されるため、４／３Ｚ０となる。
【０１９５】
一方、第１合成側端子１０３５に接続される負荷インピーダンスは、Ｚ０となるため、第１合成側端子１０３５でインピーダンス不整合が生じ、反射損が生じる。図２８は、本発明の実施の形態７における電力合成器で、第１分岐側端子１０１４に接続される増幅器が故障した場合に、反射損を０とするための回路図である。この図２８に示すように、線路長１／４波長の奇数倍で、上式（２）のインピーダンスの線路である第１整合用インピーダンス変成器１０１１を第１合成側端子１０３５に接続し、第１合成側端子１０３５でのインピーダンス整合を実現することで、反射損を０にできる。
【０１９６】
なお、図２８では、第１整合用インピーダンス変成器１０１１を第１電力合成点１０３６へ接続した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、反射損が０となるようなインピーダンスとして、第１整合用インピーダンス変成器１０１１を第１分岐側端子１０１３、１０１４、１０２３、１０２４とサーキュレータ３との間に接続してもよい。
【０１９７】
また、本実施の形態７では、第１整合用インピーダンス変成器１０１１を線路長１／４波長の奇数倍で、上式（２）のインピーダンスの線路であるインピーダンス変成器とした。しかし、本発明は、これに限るものではなく、短絡した第１分岐側端子に応じて、第１合成側端子１０３５でのインピーダンス不整合を整合させるインピーダンス変成器を接続することで、同様の効果が得られる。
【０１９８】
また、本実施の形態７では、複数の並列動作させる増幅器の電力を合成する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限るものではなく、複数のアンテナからの電力を合成する場合にも、同様な効果が得られる。また、本実施の形態７では、電力を合成する電力合成器として説明したが、電力を分配する電力分配器として使用しても、同様の効果が得られる。
【０１９９】
また、本実施の形態７では、直列分岐回路である第１分岐回路を３つトーナメント接続した場合について説明したが、本発明は、これに限るものではない、図２９は、本発明の実施の形態７における直列分岐回路の第１分岐回路と、並列分岐回路の第２分岐回路とを用いて構成された電力合成器の回路図である。図２９に示すように、並列分岐回路である第２分岐回路２０３７に対して、２つの直列分岐回路である第１分岐回路１０１７、１０２７を接続する構成としても、同様の効果が得られる。ただし、この場合には、第１電力合成点１０２６と第２電力合成点２０３６間、および第１電力合成点１０１６と第２電力合成点２０３６間の電気長が１／４波長の奇数倍となるように、第１接続線路１０１２、１０２２の電気長を１／２波長の整数倍の電気長とする。
【０２００】
上述した実施の形態１〜７の要点をまとめると、以下のようになる。
実施の形態１〜７において、直列分岐回路、並列分離回路、およびそれらを組み合わせた回路により構成された本発明の電力合成分配器について説明した。これらのいずれの場合にも共通する技術的特徴は、「接続される２つの分岐回路の電力合成点間の長さが１／２波長の整数倍となるように段間の接続線路長を決定し、このような接続線路を用いて電力合成分配器を構成する」ことにある。
【０２０１】
このような構成を備えることで、１以上の増幅器が故障した場合にも、故障した増幅器を接続していた端子を、開放または短絡することで、上述したように、合成損、分配損なく動作させることが可能となる。
【０２０２】
また、トーナメント接続について、補足説明する。上述した実施の形態１〜７では、分岐回路を３つトーナメント接続した場合について詳述した。さらに、分岐回路を２ｎ−１（ｎは自然数）個トーナメント接続、または直列接続するなど、２つの第１分岐回路間を第１接続線路により接続する構成であればよいことも説明した。そこで、このような接続構成について、具体的に説明する。
【０２０３】
図３０は、本発明の電力合成分配器に適用可能な分岐回路の接続構成を示す図である。分岐回路の接続構成は、２ｎ−１（ｎは自然数）個のトーナメント接続の場合に限定されず、図３０に示すように、異なる構成の分岐回路を直列接続した場合、あるいは、トーナメント構成の一部分が直列接続に置き換わっている場合などの接続構成によっても、同様の効果を得ることができる。そこで、本発明においては、２ｎ−１（ｎは自然数）個のトーナメント接続の場合のみならず、図３０のような一部が置き換わった構成も含めて、「トーナメント構成」と称している。
【０２０４】
また、実施の形態７において、直列分岐回路を用いた電力合成分配器について説明したが、並列分岐回路と直列分岐回路について、補足説明する。
図３１は、本発明の電力合成分配器に適用可能な並列分岐回路の基本構成を示す図である。また、図３２は、本発明の電力合成分配器に適用可能な直列分岐回路の基本構成を示す図である。
【０２０５】
先の実施の形態１〜６では、図３１のような並列分岐回路(マイクロストリップ線路を用いた分岐回路等)を用いる場合について説明した。一方、実施の形態７では、図３２のような直列分岐回路(導波管のＥ面分岐を用いた分岐回路等)を用いる場合（図２６〜図２８参照）、および並列分岐回路と直列分岐回路を組み合わせた場合（図２９参照）について説明した。
【０２０６】
並列分岐回路のみを用いた場合と、直列分岐回路のみを用いた場合の相違点、および並列分岐回路のみを用いた場合と、並列分岐回路と直列分岐回路を組み合わせた場合の注意点は、以下のようになる。
【０２０７】
［１］並列分岐回路のみを用いた場合と直列分岐回路のみを用いた場合の相違点
（１−１）故障した増幅器が接続されていた端子の終端条件
並列分岐回路を用いた場合には、実施の形態１〜６で説明したように、分岐回路内の電力合成点における増幅器が接続されていた分岐側端子側のインピーダンスが無限大(開放)となるように終端する。これに対して、直列分岐回路を用いた場合には、実施の形態７で説明したように、分岐回路内の電力合成点における増幅器が接続されていた分岐側端子側のインピーダンスが０(短絡)となるように終端するという違いがある。
（１−２）反射損を低減するために入出力端子に接続するインピーダンス変成器
Ｍ個の増幅器を並列動作させる際に、Ｎ個の増幅器が正常に動作し、（Ｍ−Ｎ）個の増幅器で故障が発生した場合を考える。この場合に、直列分岐回路を用いた電力合成分配器と、並列分岐回路を用いた電力合成分配器とでは、反射損を低減するために、出力端子（例えば、先の図１の第１合成側端子１３５など）に接続するインピーダンス変成器のインピーダンス値の係数の分母分子が逆になる関係にある。
【０２０８】
具体的には、並列分岐回路では、例えば、第２の合成側端子に電気長が１／４波長の奇数倍で、インピーダンスが上式（７）のインピーダンス変成器を接続していた。
【０２０９】
これに対して、直列分岐回路では、例えば、第２の合成側端子に電気長が１／４波長の奇数倍で、インピーダンスが上式（８）のインピーダンス変成器を接続することとなり、インピーダンス値の係数の分母分子が逆になる関係にある。
【０２１０】
なお、接続される２つの分岐回路の電力合成点間の長さが１／２波長の整数倍となるように段間の接続線路長を決定するのは、並列分岐回路でも直列分岐回路でも、同じである。
【０２１１】
［２］並列分岐回路のみを用いた場合と並列分岐回路と直列分岐回路を組み合わせた場合の注意点
(２−１)故障した増幅器が接続されていた端子の終端条件
故障した増幅器が接続されていた端子の終端条件は、故障した増幅器が直接接続されていた分岐回路の種類により決定されることとなる。すなわち、故障した増幅器が直接接続されていた分岐回路が並列分岐回路ならば、分岐回路内の電力合成点における増幅器が接続されていた分岐側端子側のインピーダンスが無限大(開放)となるように終端することとなる。
【０２１２】
一方、故障した増幅器が直接接続されていた分岐回路が直列分岐回路ならば、分岐回路内の電力合成点における増幅器が接続されていた分岐側端子側のインピーダンスが０(短絡)となるように終端することとなる。
【０２１３】
(２−２)反射損を低減するために入出力端子に接続するインピーダンス変成器
電力合成分配器の出力端を含む分岐回路（すなわち、最終段に分岐回路）の種類により決定さることとなる。例えば、最終段が、合成側端子側にインピーダンス変成器がある並列分岐回路であれば、インピーダンスが上式（７）のインピーダンス変成器を接続することとなる。
【０２１４】
一方、最終段が、合成側端子側にインピーダンス変成器がある直列分岐回路であれば、インピーダンスが上式（８）のインピーダンス変成器を接続することとなる。
【０２１５】
また、最終段が、分岐側端子側にインピーダンス変成器がある並列分岐回路であれば、インピーダンスが上式（８）のインピーダンス変成器を接続することとなる。一方、最終段が、分岐側端子側にインピーダンス変成器がある直列分岐回路であれば、インピーダンスが上式（７）のインピーダンス変成器を接続することとなる。
【０２１６】
(２−３)接続線路の条件
並列分岐回路と直列分岐回路のどちらか一方の分岐回路のみからなる電力分配回路の場合には、接続される２つの分岐回路の電力合成点間の長さが１／２波長の整数倍となるように段間の接続線路長を決定する。
【０２１７】
これに対して、並列分岐回路と直列分岐回路を接続する接続線路の電気長は、「接続される２つの分岐回路の電力合成点間の長さが１／４波長の奇数倍となるような長さ」となる。すなわち、並列分岐回路と直列分岐回路のどちらか一方の分岐回路のみからなる電力分配回路の場合と異なる。
【０２１８】
最後に、実施の形態１〜７で示した本発明の電力合成分配器を複数台、並列動作させる構成について、図を用いて説明する。図３３は、本発明の電力合成分配器を、複数台並列動作させた増幅器の入出力端で用いた送信機の構成図である。具体的には、図３３（ａ）は、電力合成分配器に接続される増幅器がすべて正常動作している場合の構成を示しており、図３３（ｂ）は、電力合成分配器に接続される増幅器のうち、故障した増幅器が外された各端子を終端した構成を示している。本発明の電力合成分配器は、この図３３に示したような構成を備えた送信機に適用することができる。
【符号の説明】
【０２１９】
１  入力端子、１０１  第１インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、２０１  第２インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、２２１  第２インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、２３１  第２インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、４０１  第４インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、４０２  第５インピーダンス変成器（インピーダンス開放手段）、１１１  第１整合用インピーダンス変成器、２１１  第２整合用インピーダンス変成器、３１１  第３整合用インピーダンス変成器、４１１  第４整合用インピーダンス変成器、１１２、１２２  第１接続線路、２１２、２２２  第２接続線路、３１２、３２２  第３接続線路、４１２、４２２  第４接続線路、５１２、５２２  第５接続線路、１１３、１１４、１２３、１２４、１３３、１３４  第１分岐側端子、２１３、２１４、２２３、２２４、２３３、２３４  第２分岐側端子、３１３、３１４、３２３、３２４、３３３、３３４  第３分岐側端子、４１３、４１４、４２３、４２４、４３３、４３４  第４分岐側端子、１１５、１２５、１３５  第１合成側端子、２１５、２２５、２３５  第２合成側端子、３１５、３２５、３３５  第３合成側端子、４１５、４２５、４３５  第４合成側端子、１１６、１２６、１３６  第１電力合成点、２１６、２２６、２３６  第２電力合成点、３１６、３２６、３３６  第３電力合成点、４１６、４２６、４３６  第４電力合成点、１１７、１２７、１３７  第１分岐回路、２１７、２２７、２３７  第２分岐回路、３１７、３２７、３３７  第３分岐回路、４１７、４２７、４３７  第４分岐回路、２１８  第２終端線路（インピーダンス開放手段）、３１８  第３終端線路（インピーダンス開放手段）、６０１  方形同軸線路の外導体、６０２  方形同軸線路の内導体、６０３  第６インピーダンス変成器の内導体、６０４  第６接続線路の内導体、６０５  電力合成部、６０６  同軸線路、６０７  同軸線路の内導体、６０８  同軸線路の外導体、６０９  ショートコネクタ、６１０  出力側同軸線路コネクタ、６１１〜６１４  入力側同軸線路コネクタ、６１５  インピーダンス変成器、１００１  第１インピーダンス変成器、１０１１  第１整合用インピーダンス変成器、１０１２、１０２２  第１接続線路、１０１３、１０１４、１０２３、１０２４、１０３３、１０３４  第１分岐側端子、１０１５、１０２５、１０３５  第１合成側端子、１０１６、１０２６、１０３６  第１電力合成点、１０１７、１０２７、１０３７  第１分岐回路、２００１  第２インピーダンス変成器、２０３３、２０３４  第２分岐側端子、２０３５  第２合成側端子、２０３６  第２電力合成点、２０３７  第２分岐回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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